一种led封装、led植物补光灯具及led模组的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种LED封装，包括基板以及发光芯片组，LED发光芯片组包括：主补光单元、补光照明辅助单元、；照明配光单元。主补光单元和补光照明辅助单元形成补光单元，补光照明辅助单元和照明配光单元形成照明单元。本实用新型还公开了一种LED植物补光灯具，包括灯具壳体、LED封装以及控制单元。本实用新型还公开了一种LED模组，包括与散热器贴合连接的所述的LED封装以及连接各个LED封装的电路。LED封装的模组可以较快捷地制作成用于植物补光的灯具。其中，LED封装和LED植物补光灯具具备两种模式，补光模式提供植物生长所需的最佳波长和输出光强比例，为植物生长提供适合的光环境；观察模式提供显色性较高的白光照明环境，方便观察植物生长情况。
【专利说明】一种LED封装、LED植物补光灯具及LED模组
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及灯具领域，具体涉及一种用于制备LED植物补光灯具的LED封装、LED植物补光灯具及LED模组。
【背景技术】
[0002]LED光源在植物补光方面的应用已较为普遍，如LED作为植物组织培养过程中的光源。与白炽灯、荧光灯和高压钠灯等人工光源相比，LED光源具备以下优势:
[0003]光效高:LED激发单色发光光谱，输出光谱的半波宽为±20nm左右。不同植物在不同的生长阶段对光谱的需求有所不同，如百合珠芽在红光下培养，8周后，分化出愈伤组织。但在蓝光下培养，几周后才出现愈伤组织，而唐菖蒲子球块接种15天后，在蓝光下培养首先出现芽，形成的幼苗生长旺盛，而白光下幼苗纤细。所以需要根据物种和生长阶段对光源的出射光强、波长等参数加以调整，也可以按照不同植物的需要将它们加以组合利用，为植物提供最适宜的光环境参数，选用的LED光谱吸收波峰可以完全与植物光合需求相吻合，避免其它发热光谱的混入。
[0004]能耗少:一方面，LED自身工作时的耗电量仅为白炽灯的八分之一、荧光灯的二分之一，因此LED光源在满足植物光合作用需求的同时能够节省大量的能源，降低耗电成本；另一方面，LED大部分辐射能被植物吸收，通过热辐射传递到空气中的热能较少，对环境温度的提升作用不明显，减轻了空调等降温设备的负担，从而减小总体能耗，降低成本。
[0005]空间利用率高:LED为冷光源，热辐射很小，可以接近植物表面照射，而不会出现叶片灼伤、瓶壁结露的现象，因此，可以使组培层架距离缩短，极大提高组培室空间利用率，成倍提高单产，大幅降低成本。
[0006]其他还包括LED光源的自身固有的一些优点,包括体积小、重量轻、固态、寿命长、驱动电压较低、安全、可靠耐用、不容易色衰的特点。
[0007]由于植物补光用的LED光源一般为红色和蓝色的混合光，因此，显色性较差。在人进入补光环境内对植物进行观察时，不能根据经验判断植物的生长情况。此外，由于人对红光和蓝光不及白光(或者绿光)敏感，在红蓝光环境下观察瞳孔变大，因此，容易导致过多有损于眼睛的蓝光进入眼睛，从而对眼睛产生伤害。
[0008]针对LED光源在植物补光中的这些不足，通常采用白光光源来弥补，即在补光时，关闭白光光源并打开LED补光光源；而在观察时,关闭LED补光光源同时打开白光光源。但是该方法中，在人员对植物进行观察时，需要额外的白光光源，已有的红、蓝光源没有利用起来，增加了成本。
实用新型内容
[0009]本实用新型针对现有技术中存在的技术不足，提出了一种LED封装，可用于制备LED植物补光灯具，该LED封装结构简单，控制方便。
[0010]一种LED封装，包括基板以及设置在基板上的LED发光芯片组，所述LED发光芯片组包括主补光单元、补光照明辅助单元以及照明配光单元；
[0011]所述主补光单兀包括第一红光LED芯片和第一蓝光LED芯片；
[0012]所述补光照明辅助单元包括第二红光LED芯片和第二蓝光LED芯片；
[0013]所述照明配光单元包括绿光LED芯片和黄光LED芯片；
[0014]其中，所述主补光单元和补光照明辅助单元形成补光单元，所述补光照明辅助单元和照明配光单元形成照明单元。
[0015]上述LED封装可采用两种模式工作，分别为补光模式和观察模式。当LED封装采用补光模式时，同时打开主补光单兀(包括第一红光LED芯片和第一蓝光LED芯片)和补光照明辅助单元(包括第二红光LED芯片和第二蓝光LED芯片)，并关闭照明配光单元(包括绿光LED芯片和黄光LED芯片)。其中，由主补光单兀和补光照明辅助单兀中输出的红光和蓝光的光合光量子通量密度比例为适合相应植物生长的比例值，利于促进作物生长。当LED封装采用观察模式时，关闭主补光单元，同时打开补光照明辅助单元和照明配光单元，并且由补光照明辅助单元和照明配光单元输出的红、绿、蓝、黄四种光混合得到显色性较好的白光，以便于人员进行观察。
[0016]所述照明配光单元包括绿光LED芯片和黄光LED芯片，当灯具出于照明模式时，红、蓝、绿光中加入黄光可有效提高灯具出射光的显色指数。
[0017]进一步，所述的由补光照明辅助单元和照明配光单元输出的红光、绿光、蓝光、黄光输出光强比例为3:6:1:1。在观察模式下,该比例下的红光、绿光、蓝光、黄光可混合得到显色性较高的白光。所述的由补光照明辅助单元和照明配光单元输出的红光、绿光、蓝光、黄光组合而成的光的输出光强为适合观察的光强度。通过调节第二红光LED芯片、第二蓝光LED芯片以及绿光LED芯片、黄光LED芯片输出光强比例可以实现红绿蓝黄色光混合得到白光。为了在LED封装进入观察模式时便于人员对植物生长状况的观察，所得到的白光的显色指数应尽可能高。
[0018]所述的由主补光单元和补光照明辅助单元中输出的红光和蓝光的光合光量子通量密度比例可调。因为不同植物或同一植物在不同的生长阶段对红光和蓝光的光合光量子通量密度比例的要求不同，所以红光和蓝光的光量子通量密度比例可调可以实现LED封装应用于不同植物或同一植物的不同生长阶段。进一步，所述的红光和蓝光的光合光量子通量密度比例为2:1、4:1、4:3、8:1或8:3。在补光模式下，上述比例为植物生长的常用红蓝光光合光量子通量密度比例值。
[0019]作为优选，所述LED发光芯片组还包括设置在所述基板上的红外LED芯片，在红外LED芯片发出的光源照射下植物的光合作用较强，利于增产。
[0020]作为优选，所述主补光单元、补光照明辅助单元以及照明配光单元通过电路并联连接，有利于控制单元对主补光单元、补光照明辅助单元以及照明配光单元进行控制。
[0021 ] 作为优选，所述第一红光LED芯片和第一蓝光LED芯片通过电路串联连接；所述第二红光LED芯片和第二蓝光LED芯片通过电路串联连接便于控制。
[0022]作为优选，所述第一红光LED芯片和第一蓝光LED芯片通过电路并联连接；所述第二红光LED芯片和第二蓝光LED芯片通过电路串联连接。第一红光LED芯片和第二蓝光LED芯片采用并联连接，可以实现对第一红光LED芯片和第二蓝光LED芯片的单独调控，并结合第二红光LED芯片和第二蓝光LED芯片达到总体红蓝光光合光量子通量密度的调节(其中，第二红光LED芯片和第二蓝光LED芯片的光合光量子通量密度固定)。
[0023]作为优选，所述主补光单元、补光照明辅助单元以及照明配光单元在同一基板上设置多个。
[0024]本实用新型还提供了一种LED植物补光灯具，采用上述的LED封装，结构简单，控制方便。
[0025]一种LED植物补光灯具，包括灯具壳体、置于灯具壳体内的LED封装以及用于驱动所述LED封装的控制单元。
[0026]—种LED模组,包括外壳、与外壳固定连接的散热器、与散热器贴合连接的所述的LED封装以及连接各个LED封装的电路。LED封装的模组可以较快捷地制作成用于植物补光的灯具。
[0027]作为优选，所述LED植物补光灯具中还设有用于开启补光单元或照明单元的模式切换开关。补光模式和观察模式之间的切换方式可通过手动切换或自动切换。手动切换:当人员进入补光空间可手动切换观察区域或整个补光空间的灯具至观察模式；自动切换:当人员进入补光空间，人员所处区域的灯具可感应到人员进入并自动切换至观察模式，且不影响其他区域的灯具的补光工作。进一步优选，所述LED植物补光灯具中还设有用于向模式切换开关发送控制信号的人体红外感应传感器。
[0028]与现有技术相比，本实用新型具有如下优点:
[0029]本实用新型的LED封装，通过设置主补光单元、补光照明辅助单元以及照明配光单元，使得本实用新型LED封装具备两种工作模式:补光模式和观察模式。补光模式提供植物生长所需的最佳波长和输出光强比例，为植物生长提供适合的光环境；观察模式提供显色性较高的白光照明环境，方便人员观察植物生长情况。
[0030]本实用新型的LED植物补光灯具，采用上述的LED封装，通过控制单元控制LED封装，不但能够为植物生长提供适合的光环境，而且还能提供显色性较高的白光照明环境，方便人员观察植物生长情况，因此，有利于LED封装和LED植物补光灯具的市场化推广利用，具有广阔的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为本实用新型LED封装的结构示意图；
[0032]图2为本实用新型LED植物补光灯具的局部电路原理图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图对本实用新型LED封装和LED植物补光灯具作进一步详细描述。
[0034]如图1、图2所示，一种LED植物补光灯具，包括灯具壳体(未画出)、置于灯具壳体内的LED封装以及用于驱动LED封装的控制单元7，LED封装包括基板以及设置在基板上的LED发光芯片组，LED发光芯片组包括主补光单元、补光照明辅助单元以及照明配光单元。主补光单元包括通过电路串联连接的第一红光LED芯片I和第一蓝光LED芯片2，补光照明辅助单元包括通过电路串联连接的第二红光LED芯片3和第二蓝光LED芯片4，其中，第一红光LED芯片I和第一蓝光LED芯片2的个数可以根据植物生长的需要设置，使得补光时主补光单元和补光照明辅助单元的红蓝光光合光量子通量密度比例值符合植物生长所需；补光照明辅助单元的光强度相对主补光单元来说，较弱；照明配光单元包括通过电路串联连接的绿光LED芯片5和黄光LED芯片6，绿光LED芯片5和黄光LED芯片6的个数可以根据照明要求设置，使得补光照明辅助单元和照明配光单元的红光、绿光、蓝光、黄光可混合得到显色性较高的白光，并且光强度适合观察。主补光单元和补光照明辅助单元形成补光单元，补光照明辅助单元和照明配光单元形成照明单元，控制单元7控制LED封装，即控制主补光单元、补光照明辅助单元以及照明配光单元。主补光单元、补光照明辅助单元以及照明配光单元在同一基板设置多个，即在图1中可连续重复设置。主补光单元、补光照明辅助单元以及照明配光单元采用电路并联连接。第一红光LED芯片I和第二红光LED芯片3的主波长为660nm，第一蓝光LED芯片2和第二蓝光LED芯片4的主波长为465nm，绿光LED芯片5的主波长为550nm,黄光LED芯片6的主波长为580nm。主补光单兀和补光照明辅助单元中输出的红光和蓝光的光合光量子通量密度比例为4:1。由补光照明辅助单元和照明配光单兀输出的红光、绿光、蓝光、黄光输出光强比例为3:6:1:1。
[0035]LED植物补光灯具中还设有用于开启补光单元或照明单元的模式切换开关8，LED植物补光灯具中还设有用于向模式切换开关8发送控制信号的人体红外感应传感器9。LED发光芯片组还包括受控于控制单元7的红外LED芯片(未画出)，在红外LED芯片发出的光源照射下植物的光合作用较强，利于增产。
[0036]本实用新型的LED植物补光灯具的具体工作原理如下:
[0037]本实用新型的LED植物补光灯具分为两种工作模式:补光模式和观察模式。当LED植物补光灯具米用补光模式时，同时打开主补光单兀(包括第一红光LED芯片I和第一蓝光LED芯片2)和补光照明辅助单元(包括第二红光LED芯片3和第二蓝光LED芯片4)，并关闭照明配光单元(包括绿光LED芯片5和黄光LED芯片6)。由主补光单元和补光照明辅助单元中输出的红光和蓝光的光合光量子通量密度比例为适合相应植物生长的比例值，红光和蓝光的光合光量子通量密度比例为4:1，该比例值下的红蓝光配比能促进大部分植物生长。当LED植物补光灯具采用观察模式时，关闭主补光单元，同时打开补光照明辅助单元(包括第二红光LED芯片3和第二蓝光LED芯片4)和照明配光单元(包括绿光LED芯片5和黄光LED芯片6)，并且调节这些光源的输出光强以得到显色性较好的、光照强度合适的白光，以便于人员进行观察。当人员进入补光空间，人体红外感应传感器9可感应到人员进入并自动切换至观察模式，且不影响其他区域灯具的补光工作。
[0038]以上所述的【具体实施方式】对本实用新型的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本实用新型的最优选实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种LED封装，包括基板以及设置在基板上的LED发光芯片组，其特征在于，所述LED发光芯片组包括主补光单元、补光照明辅助单元以及照明配光单元； 所述主补光单兀包括第一红光LED芯片和第一蓝光LED芯片； 所述补光照明辅助单元包括第二红光LED芯片和第二蓝光LED芯片； 所述照明配光单元包括绿光LED芯片和黄光LED芯片； 其中，所述主补光单元和补光照明辅助单元形成补光单元，所述补光照明辅助单元和照明配光单元形成照明单元。
2.根据权利要求1所述的LED封装，其特征在于，所述LED发光芯片组还包括设置在所述基板上的红外LED芯片。
3.根据权利要求1所述的LED封装，其特征在于，所述主补光单元、补光照明辅助单元以及照明配光单元通过电路并联连接。
4.根据权利要求1所述的LED封装,其特征在于,所述第一红光LED芯片和第一蓝光LED芯片通过电路串联连接；所述第二红光LED芯片和第二蓝光LED芯片通过电路串联连接。
5.根据权利要求1所述的LED封装,其特征在于,所述第一红光LED芯片和第一蓝光LED芯片通过电路并联连接；所述第二红光LED芯片和第二蓝光LED芯片通过电路串联连接。
6.根据权利要求1所述的LED封装，其特征在于，所述主补光单元、补光照明辅助单元以及照明配光单元在同一基板上设置多个。
7.—种LED植物补光灯具,其特征在于,包括灯具壳体、置于灯具壳体内权利要求1?6任一项所述的LED封装以及用于驱动所述LED封装的控制单元。
8.—种LED模组，其特征在于，包括外壳、与外壳固定连接的散热器、与散热器贴合连接的权利要求1?6任一项所述的LED封装以及连接各个LED封装的电路。
【文档编号】A01G9/20GK203398111SQ201320414667
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年7月11日 优先权日:2013年7月11日
【发明者】季杭峰, 方溁, 孟彦龙, 岑益超, 季慧华 申请人:杭州鸿雁电器有限公司, 普天智能照明研究院有限公司, 杭州鸿雁东贝光电科技有限公司